Космические лучи – это субатомные частицы, которые запускаются в космос вследствие различных астрономических событий, включая взрывы сверхновых и «сверхвспышки» — более сильные версии солнечных вспышек, которые происходят на других звездах.

Земля постоянно подвергается воздействию относительно устойчивого количества космических лучей. Когда высокоэнергетические частицы сталкиваются с атомами в нашей атмосфере, они «встряхивают» свободные субатомные частицы, которые называются нейтронами.

После этого, свободно плавающие нейтроны могут прикрепиться к атмосферному азоту, создавая углерод-14 — более тяжелую, радиоактивную версию элемента.

Сосна Бристлекона. Фото с сайта blog.nativefoods.com

Углерод-14 проникает в деревья и растения через фотосинтез, и в тела животных, которые питаются этими растениями. Ученые могут проследить уровень распада вещества в древесине и костях, таким образом можно выяснить возраст древних деревьев или костных остатков.

Но в недавнем исследовании годичных колец двух кедров на острове Яку в южной Японии исследователи были удивлены, когда обнаружили всплеск импульса на 1,2 процента по содержанию углерода-14, который они датировали 774 и 775 годами нашей эры.

Ежегодное колебание углерода-14 составляет приблизительно 0,05 процента, таким образом, увеличение на 1,2 процента – это более чем в 20 раз выше нормы — вероятный сигнал массивного космического взрыва.

Свидетельства взрыва во льду?

Это открытие – загадка для исследователей, потому что нет никаких письменных хронологических свидетельств того, что в тот промежуток времени имел место взрыв сверхновой звезды или была зарегистрирована сверхвспышка, как-то относящиеся к Земле. Следует учитывать, что люди, жившие в те времена, знали и могли наблюдать подобные события, говорит ведущий автор исследования Фуса Мияки из университета Нагои Японии.

Сверхвспышка, например, затопила бы Землю заряженными частицами, что инициировало бы невероятно яркие полярные сияния.

А если бы причиной дополнительных космических лучей была сверхновая звезда, считает Мияки, звездный взрыв, должно быть, произошел бы в пределах 650 световых лет от Земли — достаточно близко, чтобы создать новую «звезду» в небе, которая была бы видна даже при дневном свете.

Кроме того, идею того, что недалеко от Земли произошло масштабное космическое событие в 770-х годах, могут подтвердить результаты другого исследования.

В 2008 году группа японских исследователей различных специальностей обнаружила всплеск радиоактивного элемента бериллия-10 в ледяных образцах из Антарктиды.

Как и углерод-14, бериллий-10 производится столкновениями космических лучей с атомами в атмосфере. Радиоактивные атомы тогда прикрепляются к частицам воздушных масс, которые могут попадать на землю через осадки, объяснил Мияки.

«Хотя мы не можем сказать с уверенностью, что бериллий-10 в ледяном ядре датируется 775 годом, тем не менее это возможно. И опровергнуть эту информацию мы тоже не можем», - говорит Мияки и его команда.

Гигантская секвойя. Фото с сайта blogspot.com

Нужно исследовать больше годичных колец

Использование годичных колец, чтобы точно определить космические события – это известная техника, отметил Кевин Анчукайтис, эксперт по годичным кольцам из Обсерватории Земли Ламонта-Доэрти Колумбийского университета.

«Метод известен с 1960-х годов, когда ученые начали использовать радиоуглерод для археологического и геологического исследования», - сказал он.

И новое исследование – это не первый случай сопоставления космических событий со следами, оставленными ими на Земле. Например, в 1995 году специалист в области наук о Земле Пол Дэймон наблюдал длительный всплеск радиоактивных веществ, потенциально соответствующих сверхновой звезде, зарегистрированной в 1006 году нашей эры, в гигантских секвойях.

Чтобы подтвердить свою теорию, команда Мияки должна будет проверить результаты через исследование других долговечных разновидностей деревьев, таких как гигантская секвойя или сосна Бристлекона, сказал Анчукайтис.

«Мы предполагаем, что сверхновые и сверхвспышки проявятся глобальными изменениями на Земле, - добавил он, - или как минимум появится в радиоуглеродном исследовании годичных колец во всем мире».

Результаты исследования были опубликованы в последнем выпуске журнала Nature.